1.3 Непредельные углеводороды

1.3.1. Алкены

В спектрах алкенов появляется полоса в области 1680 – 1640 см , характеризующая колебания связи С=С, однако интенсивность ее относительна мала. Она не является чисто валентной, так как ее растяжение приводит к изменению валентных углов в Н–С=С В центросимметричных этиленовых соединениях эта полоса вообще не проявляется. С увеличением числа заместителей частота колебаний связи С=С несколько повышается, причем для транс-изомеров частота полосы выше, а ее интенсивность ниже, чем у цис-изомеров.

Сопряжение двойных связей приводит к появлению 2-х полос поглощения в области 1650 - 1600 см . У полиенов несколько полос могут сливаться в одну широкую. Интенсивность полос для связи С=С при сопряжении повышается, как и интенсивность скелетных колебаний С–С. Эти эффекты выражены сильнее при сопряжении 2-х связей с ароматическим кольцом и при наличии кумулированных связей.

1.3.2. Алкины.

Наличие тройной связи в углеводородной цепочке проявляется характерным поглощением в области 2300 – 2100 см ; а в концевой ацетиленовой группе наблюдается узкая полоса поглощения при 3300 см . В ИК-спектрах эта полоса достаточно слабая, а в ацетилене и его симметричных гомологах не проявляется из-за запрета по симметрии. Интенсивность полосы (С С) убывает при ее смещении от края к центру углеродной цепочки.

2. Ароматические соединения (бензолпроизводные).

Ароматические соединения проявляются в ИК-спектре тремя характеристическими областями поглощения: валентными колебаниями 3000см ; скелетными колебаниями углеродной цепочки ароматического кольца в области 1600 - 1500 см ( чаще в виде 3-х полос 1580, 1600 и 1450 см ) и деформационными колебаниями ниже 900 см связи С–Н.

Рисунок 8.24 Вид а) ИК- и б) КР- спектров бензола.

Полоса деформационных колебаний чувствительна к положению и типу заместителей, а для бензола ее частота составляет 671 см (рисунок 8.24). Влияние заместителей на вид ИК-спектра для производных бензола показан на рисунке 8.25.

3. Соединения, содержащие гетероатомы.

Если в органическом соединении водород или углерод заместить каким-либо способом на иной элемент, то такие соединения называют гетероорганическими, а сам элемент – гетероатомом. Это такие элементы, как: кислород, сера, азот, галогены, фосфор, кремний.

Рисунок 8.25 Вид ИК-спектров производных бензола.

а – ацетофенон; б – о-ксилол; в – м-ксилол; г – n-ксилол

Влияние гетероатомов на вид ИК-спектра зависит от положения атома, его электроотрицательности, наличия сопряжения (кратных связей или колец), близости расположения других гетероатомов и т.д. Другой класс гетероорганических соединений – металлоорганические, где в качестве заместителя выступают ионы металлов. Учитывая, что гетероорганические соединения по своим свойствам нередко существенно отличаются от исходных веществ, поэтому возможность проведения их идентификации по ИК-спектрам весьма актуальна.

3.1. Кислородсодержащие соединения

Различают три группы кислородсодержащих органических соединений. К первой группе относятся органические соединения, в которых протон замещен на гидрокидную группу. Вторая группа соединений – содержит элементарный кислород, который замещает либо протоны, либо углеродный атом. К третьей группе относятся органические вещества, содержащие как гидроксидную группу, так и кислород.